JPS59147405A - 電圧依存性非直線抵抗体磁器組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は各種電気機器、電子機器において異常電圧吸収
用及びノイズ除去用などに利用される電圧依存性非直線
抵抗体（以下バリスタと呼ぶ）を作るのに好適な電圧依
存性非直線抵抗体磁器組成物に関するものである。

従来例の構成とその問題点 従来゛、各種電気機器、電子機器における異常高電圧（
以下サージと呼ぶ）の吸収、雑音の除去。

火花消去などのために電圧依存性非直線抵抗特性を有す
るＳｉＣバリスタやＺｎＯ系バリスタなどが使用されて
いた。このようなバリスタの電圧−電流特性は近似的に
次式のように表わすことができる。

１　＝　（Ｖ／Ｃ）α ここで、工は電流、■は電圧、Ｃはバリスタ固有の定数
であり、αは電圧非直線指数である。

ＳｉＣバリスタのαは２〜７程度、ＺｎＯ系バリスタで
けａが５０にもおよぶものがある。このようなバリスタ
はサージのように比較的高い電圧の吸収に優れた性能を
有しているが、誘電率が低く固有静゛電容量が小さいた
め、バリスタ電圧以下の低い電圧の吸収（例えばノイズ
など）に討してはほとんど効果を示さず、まだ誘電損失
角（ｔａｎδ）も５〜１０％と大きい。

一方、これらのノイズなどの除去には組成や焼成条件を
適当に選択することにより、見かけの誘電率が６×１０
′〜６×１０′程度でｊａｎδ　が１％＠暖の半導体磁
器コンデンサが利用されている。しかし、この半導体磁
器コンデンサはサージなどによりある限度板」二の電流
が素子に印加されると破壊したり、コンデンサとしての
機能を果たさなくなったりする。

上記のような理由で電気機器、電子機器においては、サ
ージ吸収やノイズ除去などの目的の／こめには、通常バ
リスタとコンデンサ及び他の部品（例えばコイル）とを
組み合わせて使用され、例えばノイズフィルタはこのよ
うな構成になっている。

第１図は一般的な従来のノイズフィルタ回路を示し、第
２図はバリスタとコンデンサ及びコイルを組み合わせて
構成された従来のノイズフィルタ回路を示しており、１
はコイル、２はコンデンサ。

３はバリスタである。

しかし、このような第２図に示す構成は機器内部におけ
る部品点数が多くなる上に機器の小形化動向に相反する
という欠点を有していた。

発明の目的 本発明は上記のような従来のサージ吸収、ノイズ除去に
おける欠点を除去し、バリスタとコンデンサの両方の機
能を有し、１個の素子でサージ吸収、ノイズ除去が可能
な複合機能を有するバリスタを作るのに好適な磁器組成
物を提供することを目的としている。

発明の構成 本発明は上記のような目的を達成するために、Ｓ　ｒ　
Ｔ　ｉＯ３と、半導体化促進用金属酸化物としてＴ　ａ
　２０５ｒ　Ｍ　ｇ　、　Ｚ　ｒ　、　Ｓ　ｎ　、　Ｓ
　ｂ　、　Ｗ　、　Ｂ　１からなる群から選択された少
なくとも１種類以上の元素を所定竜含有する構成とした
電圧依存性非直線抵抗体磁器組成物を提案するものであ
る。

実施例の説明 以下に本発明を実施例を上げて具体的ｆ説明する。

〈実施例１〉 ＳｒＴｉＯ３とＴａ　ＯとＺ　ｒ　０２を下記の第１表
　５ に示した組成比になるように秤量した後、ボールミルな
どくより湿式で６時間混合し、乾燥させた後、空気中で
１０００〜１２６０℃、１〜６時間仮焼する。その後、
ボールミルなどにより湿式で４時間粉砕し、乾燥させた
後、有機バインダー（例えばポリビニルアルコールなど
）を８ｗｔ％加え造粒した後、８，０關φｘ　１．Ｏｍ
ｍ　ｊの形状にプレス圧１．０　ｔ　／ｃｒＡで加圧成
型した。この成型体を還元雰囲気（例えばＮ２：Ｈ２＝
１０＝１）にて１３００〜１４５０　℃で１〜６時間焼
成した。こうして得られた焼成体の比抵抗は０．１〜０
．８＃ｃｒｒＬで、平均粒径は２０〜６Ｑμｍであった
。次に、この焼成体を空気中で１０００〜１３ｏＯ℃で
０．５〜６時間焼成し、第３図の焼結体４を得だ。さら
に、上記焼結体４の両半部をＳｉＣなどの研磨剤で研磨
し、Ａｑなどの導電性金属を用いて電＃Ｌ６．６を形成
した。

上記電極６，６の径は６．０ｍｍφとしだ。

このよう１（シて得られた素子の特性を第１表に併せて
示す。

以　　　丁　　　余　　　白 ここで、素子のバリスタとしての特性評価は上述した電
圧−電流特性式 ％式％） （ただし、■は電流、Ｖは電圧、Ｃはバリスタ固有の定
数、αは非直線指数）におけるαとＣによって行うこと
が可能である。しかし、Ｃの正確な測定が困難であるだ
め、本発明においては１　ｍ、Ａのバリスタ電流を流し
た時の単位厚み当りのバリスタ電圧（以下■１ｍＡ／”
と呼ぶ）の値と、−ａ＝１／１Ｏｑ（■□。ｒｎＡ／／
ｖ１１Ａ）〔だだし、”１０ｍＡは１０　ｍ、Ａのバリ
スタ電流を流した時のバリスタ電圧、■１□Ａは１ｍＡ
のバリスタ電流を流した時のバリスタ電圧〕の値により
バリスタとしての特性評価を行っている。また、コンデ
ンサとしての特性評価は測定周波数１ＫＨｚ　　におけ
る誘電率ε誘電損失角ｔａｎδで行っている。上記のデ
ータは還元雰囲気における焼成温度１時間を１４００℃
。

２時間、空気中での焼成温度２時間を１２００℃。

３時間で行ったものである。

第１表に示したようにＴａ２０５は添加量が０．００５
モル％以上になると焼成時に５ｒＴｉ○３を主体とする
結晶の格子内に固溶し、原子価制御により焼結体の比抵
抗を１．ｏＱ−、、前後に下げることが丁きるだめ、空
気中で再焼成することによりバリスタとしての使用が可
能である。しかし、Ｔａ２Ｏ，１０，０００モル％を越
えるともはや固溶しなくなり、焼結体の比抵抗が大きく
なり、バＩＪ　／’ｔりとしての使用には不適当となる
。

ＺｒＯ２は焼成時にＳ　ｒ　Ｔ　１０３　を主体とした
結晶の粒界に偏析し、粒界層の比抵抗を増大させ、焼結
体の非直線性を犬きくするのに寄与する。

このような効果が現われるのは、Ｚ　ｒ　Ｏ２の添加量
が０．００６モル％以上になった時である。また、Ｚ　
ｒ　Ｏ２の添加量が１ｏ、ｏｏｏ　モル％を越えると誘
電損失角ｔａｎδが増大し、誘電率εは徐々に減少し、
非直線指数αも減少する。

また、単位厚み当りのバリスタ電圧（ｖ１ｍＡ／ｍＩＩ
Ｉ）はＴａ２０５が０．００６モル％未満の場合、焼結
体の比抵抗が大きいため大きな値になる。さらに、Ｔａ
２０６とＺ　ｒ　Ｏ２の添加量の合計が大きくなる程焼
結体の比抵抗が大きくなる／ζめ、■１ｍＡ／”は一般
的に大きな値となる。

従って、バリスタとコンデンサの両方の機能を同時に満
足する範囲は、Ｔ　ａ　２０　ｓ　Ｏ−００５〜１０、
○ｏｏ　モル％、Ｚｒ０２ｏ、ｏＯ５〜１ｏ、０００モ
ル％であ嚢。

なお、実施例ではＺ　ｒ　Ｏ２についてのみ単独で用い
る場合について説明したが、これに代えてＭｇ　、　Ｓ
ｎ　、　Ｓ　ｂ　、Ｗ、　Ｂ　ｉ　　の酸化物をそれぞ
れ単独で上記所定量の範囲で用いても同様の効果が得ら
れることを確認した。寸だ、これらＺｒ、Ｍｇ、Ｓｎ。

Ｓ　ｂ　、　’Ｗ　、　Ｂ　ｉの酸化物を２種類以上、
金側での添加計が上記所定量の範囲になるようにして用
いても同様の効果が得らり、ることを確認した。

上記の素子を使用して第４図に示すような回路を作り、
第６図に示すようなノイズ入力へに対して出力状況を調
べた結果、第５図の出力状況曲線Ｂに示すようにノイズ
をおさえることができた。

第５図で７は本発明の素子、８はコイルである。

なお、第１図に示す従来のフィルタ回路の出力状況は第
６図の出力状況曲線Ｃの通りであり、十分にノイズを除
去していない。また、第２図に示すバリスタを含む従来
のフィルタ回路では、本発明による素子を用いた第４図
の回路に類似した効果が得られるが、バリスタを別個に
必要とするだけ部品点数が多くなる。

発明の効果 以上述べたように本発明による磁器組成物を利用した素
子は従来にない複合機能を有し、バリスタとコンデンサ
の２つの役割を同時に果たすことが可能であり、従来の
ノイズフィルタ回路を簡略化し、小形、高性能、低コス
ト化に寄与するものであり、各種電気機器、電子機器の
サージ吸収。

ノイズ除去へと応用を広げることができ、その実用」二
の価値は極めて大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図はそれぞれ従来におけるノイズフィルタ
回路を示す回路図、第３図は本発明による磁器組成物を
用いた素子の断面図、第４図は第３図の素子を用いたノ
イズフィルタ回路を示す回路図、第５図は本発明と従来
のノイズフィルタ回路による人力ノイズと出力ノイズの
状況を示す特性図である。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　はが１名第１
図 第　２　図 第３図 第４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 Ｓ　ｒ　Ｔ　ｉ　Ｏｓ　を８０．０００〜９９．９９０
   モル％、半導体化促進用金属酸化物としてのＴａ２０６
   を０．００５〜１０．０００　モル％、Ｍｑ、Ｚｒ、Ｓ
   ｎ、Ｓｂ。 Ｗ、Ｂｉからなる群から選択された少なくとも１種類板
   −ヒの元素を酸化物の形にして０．００５〜１０．００
   ０モル％含有することを特徴とする電圧依存性非直線抵
   抗体磁器組成物。